針對拖曳陣聲納接收的遠程弱目標在本艦噪聲強干擾條件下難以檢測的問題,提出一種基于子陣的本艦噪聲抑制算法,利用2個重疊子陣,分別估計子陣的波束輸出,在子陣域設(shè)計加權(quán)實現(xiàn)干擾抑制。該算法抑制寬度可通過零陷加權(quán)矢量控制,并具有時間復(fù)雜度低,運算效率高的優(yōu)點。計算機仿真和海試數(shù)據(jù)處理結(jié)果表明,算法能有效抑制本艦噪聲,提高弱目標的檢測性能,提升輸出信干比約15 dB。 

【文章來源】：網(wǎng)絡(luò)新媒體技術(shù). 2020,9(04)

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【部分圖文】：

算法流程圖

假設(shè)仿真采用陣元間距為2.5 m的64陣元均勻線列陣接收遠場信號,干擾和目標信號均為頻率范圍為20-300 Hz寬帶信號,信干比為-20 dB,目標信號方位70°,干擾信號與目標信號不相干,方位分布角度范圍為0-30°,峰值位置為20°,背景噪聲為加性高斯白噪聲,信噪比為-15 dB,且與目標信號和干擾信號無關(guān);系統(tǒng)采樣率為3 kHz。方位掃描網(wǎng)格為0～180°,掃描間隔為0.5°,仿真中零陷寬度由零陷深度U為-10 dB的式(11)決定。圖2給出了干擾抑制效果的仿真結(jié)果,為方便比較,對仿真結(jié)果進行歸一化處理。由于信干比為-20 dB,強干擾條件下,70°方位的弱目標在常規(guī)波束形成CBF下難以被辨認。IBF干擾抑制算法和本文提出的算法均可對干擾進行抑制而不影響信號,但本文提出的算法干擾抑制零陷凹槽較寬,能夠更好地抑制寬波束干擾。

實驗于中國南海海域進行,采用一條陣元間距為2.4 m的64陣元柔性拖曳陣作為接收基陣,本艦噪聲分布范圍為0-40°,且相對于遠場水下聲源為一強干擾聲源,系統(tǒng)采樣率為16 kHz,數(shù)據(jù)處理頻帶為80-200 Hz,總數(shù)據(jù)時長28分鐘,將每16000采樣點作為一幀數(shù)據(jù),方位掃描網(wǎng)格為0-180°,掃描間隔為0.5°,利用本文提出的算法對本艦噪聲進行干擾抑制,抑制方位為20°,抑制零陷寬度由零陷深度U為-10 dB的式(11)決定。圖3為海試數(shù)據(jù)的方位歷程(Bearing-Time Recording, BTR)圖。圖3(a)為未作干擾抑制的CBF方位歷程圖,由于強干擾本艦噪聲(方位范圍為0-40°)的存在,目標被本艦噪聲的旁瓣所掩蓋,降低了目標的檢測性能;圖3(b)為本文提出的干擾抑制算法的方位歷程圖,算法能對能抵消本艦噪聲干擾,3個目標清晰可見;圖3(c)為第10分鐘的方位譜截面圖,本文提出的算法可以在給定波束寬度內(nèi)形成零陷,且不對零陷凹槽范圍外的目標造成影響;表1給出了第10分鐘3個目標的輸出信干比(Signal Interface Ratio,SIR)比較。本文提出的算法輸出SIR能夠提升約15 dB,較大程度上提高了輸出信干比。

【參考文獻】：
期刊論文
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